關於jdbc的源碼解析 DriverManager 和 Driver的加載

注: 本系列文章使用JDK1.5 數據庫驅動版本 mysql-connector-java-5.1.8b

 

上一篇中分析了Class.forName(“com.mysql.jdbc.Driver”)幕後所做的事情，也就是在Driver實現類中的靜態塊和構造函數，本篇主要來分析一下靜態塊的一句代碼：DriverManager.registerDriver方法和其它相關的調用。
    registerDriver方法是一個靜態方法，它所要做的工作就是加載所有系統提供的驅動，並把它們添加到具體的類中，形成對象。同時還創建連接，是一個管理驅動的工具類。如果我們使用的是mysql,那麼加載的也就是它的驅動。
    此方法的源碼如下:

public static synchronized void registerDriver(java.sql.Driver driver)
    throws SQLException {
    if (!initialized) {  //1
        initialize();
    }
    DriverInfo di = new DriverInfo();
    di.driver = driver;
    di.driverClass = driver.getClass();
    di.driverClassName = di.driverClass.getName();
    // Not Required -- drivers.addElement(di);
    writeDrivers.addElement(di);
    println("registerDriver: " + di);
    /* update the read copy of drivers vector */
    readDrivers = (java.util.Vector) writeDrivers.clone();
}

一、初始化操作
1、看看1處的代碼，判斷是否初始化，這個判斷的變量是一個靜態全局boolean值，初始爲false
    private static boolean initialized = false;


如果此變量的值爲false那麼它將會進入初始化方法，源碼如下：

static void initialize() {
        if (initialized) {
            return;
        }
        initialized = true;
        loadInitialDrivers();
        println("JDBC DriverManager initialized");
    }

2、Initialize方法中判斷initialized值是否爲真(其實就是通過此boolean變量判斷是否已經初始化完成)，之後設置initialized值爲true,接着又會調用另一個方法loadInitialDrivers() 同樣是靜態方法，用於調用系統類裝載器，裝載所有系統提供的驅動：
loadInitialDrivers()源碼：

private static void loadInitialDrivers() {
        String drivers;

        try {
        drivers = (String) java.security.AccessController.doPrivileged(
        new sun.security.action.GetPropertyAction("jdbc.drivers"));
        } catch (Exception ex) {
            drivers = null;
        }

        // If the driver is packaged as a Service Provider,
        // load it.
        // Get all the drivers through the classloader
        // exposed as a java.sql.Driver.class service.

     DriverService ds = new DriverService();
     // Have all the privileges to get all the
     // implementation of java.sql.Driver
     java.security.AccessController.doPrivileged(ds);
         println("DriverManager.initialize: jdbc.drivers = " + drivers);
        if (drivers == null) {
            return;
        }
        while (drivers.length() != 0) {
            int x = drivers.indexOf(':');
            String driver;
            if (x < 0) {
                driver = drivers;
                drivers = "";
            } else {
                driver = drivers.substring(0, x);
                drivers = drivers.substring(x+1);
            }
            if (driver.length() == 0) {
                continue;
            }
            try {
                println("DriverManager.Initialize: loading " + driver);
                Class.forName(driver, true,
                  ClassLoader.getSystemClassLoader());
            } catch (Exception ex) {
                println("DriverManager.Initialize: load failed: " + ex);
            }
        }
    }

主要代碼分析：
    下面這段創建了一個內部類對象，創建此對象時，它會從系統服務中加載驅動

DriverService ds = new DriverService();

DriverService內部類的具體代碼：

class DriverService implements java.security.PrivilegedAction {
        Iterator ps = null;
    public DriverService() {};
        public Object run() {
    ps = Service.providers(java.sql.Driver.class);  //從系統服務中加載驅動
    try {
           while (ps.hasNext()) { //遍歷驅動
               ps.next();
           } // end while
    } catch(Throwable t) {
        // Do nothing
    }
        return null;
    } //end run
} //end DriverService

 

此句代碼就是找到所有的擁有權限的java.sql.Driver的實現

java.security.AccessController.doPrivileged(ds);

下面這段，意思是得到系統屬性jdbc.drivers對應驅動的驅動名稱，使用了JAVA的安全許可

drivers = (String) java.security.AccessController.doPrivileged(
        new sun.security.action.GetPropertyAction("jdbc.drivers"));

再看看後面的判斷和循環
首先判斷驅動服務對象是否爲null,如果爲null則返回，否則進入while循環，這個循環會依次遍歷多個數據庫驅動，因爲jdbc:drivers會有多個數據庫驅動，驅動名是以:分割，接下來就是通過Class.forName依次裝載驅動類，在其中使用了ClassLoader.getSystemClassLoader()系統類裝載器。

if (drivers == null) {
            return;
        }
 while (drivers.length() != 0) {
…
Class.forName(driver, true, ClassLoader.getSystemClassLoader());
…
}

上面分析的就是在registerDriver方法中所要做的第一件事情：初始化。可以看到initialize()做的工作就是裝載驅動，同時還需要使用到系統的一些功能。如： java.security.AccessController.doPrivileged，此方法允許在一個類實例中的代碼通知這個AccessController,它的代碼主體享受特權(Privileged),它不管這個請求是由什麼代碼所引發的，只是單獨負責對它可得到的資源的訪問請求。比如說，一個調用者在調用doPrivileged方法時，可被標識爲特權。AccessController做訪問控制決策時，如果checkPermission方法遇到一個通過doPrivileged方法調用而被視爲特權調用者，那麼checkPermission方法不會作許可檢查，表示那個訪問請求是被允許的，如果調用者沒有許可，則會拋出一個異常。

如：ClassLoader.getSystemClassLoader()，java中所有類都是通過ClassLoader裝載的，ClassLoader可以爲java程序提供很好的動態特性，有必要去深入理解哦。

接下來再看初始化之後的代碼：

DriverInfo di = new DriverInfo();
    di.driver = driver;
    di.driverClass = driver.getClass();
    di.driverClassName = di.driverClass.getName();
    // Not Required -- drivers.addElement(di);
    writeDrivers.addElement(di);
    println("registerDriver: " + di);
    /* update the read copy of drivers vector */
    readDrivers = (java.util.Vector) writeDrivers.clone();

創建DriverInfo對象
DriverInfo di = new DriverInfo();
DriverInfo驅動信息類，是一個內部類，
源碼如下：

class DriverInfo {
    Driver         driver;
    Class          driverClass;
    String         driverClassName;
    public String toString() {
    return ("driver[className=" + driverClassName + "," + driver + "]");
    }
}

此類就是添加了三個屬性，分別表示驅動對象，驅動的Class對象，以及驅動的類名；同時重寫了toString方法。此內部類的作用就是以可以創建DriverInfo對象，以對象的形式保存驅動信息。

接下來就是設置對象的三個屬性：

DriverInfo di = new DriverInfo();
di.driver = driver;
di.driverClass = driver.getClass();
di.driverClassName = di.driverClass.getName();

然後添加到集合writeDrivers中，這個集合是Vector類型，定義爲DriverManager的屬性

writeDrivers定義：

private static java.util.Vector writeDrivers = new java.util.Vector();

驅動添加到集合

writeDrivers.addElement(di);

最後就是調用writeDrivers對象的clone方法

readDrivers = (java.util.Vector) writeDrivers.clone();

readDrivers也是一個類型爲Vector的集合，定義爲DriverManager的屬性

private static java.util.Vector readDrivers = new java.util.Vector();

爲什麼要先添加到writeDrivers然後再 clone到readDrivers中呢？
writeDrivers和 readDrivers兩個都是驅動集合，無論是註冊驅動抑或是取消註冊，都是先對writeDrivers驅動集合中的數據進行添加或刪除，然後再把writeDrivers中的驅動都clone到readDrivers中，每次取出Driver並不是在writeDrivers中，而是在readDrivers中取得。那麼這兩個驅動集合便可以這樣理解,writeDrivers驅動集合負責註冊驅動和註銷驅動，readDrivers驅動集合負責提供可用的驅動對象，readDrivers中的驅動對象應該都是可用的。把二者分開，使用者就不需加任何判斷，很方便。
這裏又涉及到一個知識就是clone, 有興趣的朋友可以查看相關JAVA文檔，Thinking in java 中也有詳細描述。
這就是初始化的全過程，寫了這麼多，實際上只做一件事情，就是完成所有驅動的加載。裝載之後就是連接了，在連載三當中我會詳細描述。